雪崩光电二极管的工作原理-雪崩光电二极管的典型电路

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二维材料,为雪崩光电探测器带来新思路

首先总结了二维(2D)光电探测器中典型的光电探测机制类型。然后讨论了基于传统硅和III-V族化合物半导体的碰撞电离和雪崩光电探测器引起的雪崩机理。

例如，单层TaS2具有超导性，单层NbTe2为金属，少层Bi2Se3为拓扑绝缘体，单层WS2为直间隙半导体，单层BN为绝缘体。二维材料的带隙覆盖面积非常广，可以制备不同波段的光电探测器。随着研究的深入，二维材料的数量越来越多。

二硫化铂是二维材料。随着单层石墨烯的发现，二维(Two-dimensional，2D)材料逐渐引起人们的重视，特别是二维过渡金属硫族化合(Transitionmetaldichalcogenides，TMDs)由于其独特的结构和光电性能被广泛研究并取得许多成果。

二维材料所具备的这些性质，使得它在场效应管、光电器件、热电器件、仿生器件、偏振光探测等领域具有非常大的应用前景。二维材料的出现，确实会给整个材料界带来一场新的革命。二维材料，其实是纳米材料的一种。

基于石墨烯的 LiNbO 3（体）光电探测器显示出更高的响应度，而基于石墨烯的 LiNbO 3（薄膜）光电探测器具有更快的响应时间。

对于偏振敏感光电探测器的活性层，最近的研究主要集中在二维(2D)有机-无机杂化钙钛矿，其中无机板和有机间隔层交替排列成平行层状结构。

PIN光电二极管和APD雪崩二极管的优缺点

PIN光电二极管 优点在于响应度高响应速度快，频带也较宽工作电压低，偏置电路简单在反偏压下可承受较高的反向电压，而缺点在于I层电阻很大管子的输出电流小，一般多为零点几微安至数微安。

PIN光电二极管响应频率高，可高达10GHZ，响应速度快，供电电压低，工作十分稳定。

因此，雪崩光电二极管也就是在PIN光电二极管的基础结构中增加了雪崩区。

转化效率一般在0.85A/W左右，信噪比可以做到很高，这个过程中的噪声主要是热噪声；APD：和PIN相比，多了一个雪崩增益区，可以发大光生电流，从而提高转化效率，但是雪崩增益 本身也会产生噪声。

光电pin光电二极管改进了普通pn结的暗电流大，因结容量低的缺点。根据查询相关资料信息：PN型优点是暗电流小，响应速度较低。

不仅反应灵敏，所需要的时间也很短。PIN光电二极管工作原理简介 实际上PIN光电二极管内部的I型半导体是一种浓度很低的N型半导体。

雪崩光电二极管的工作原理

1、由于电子-空穴对的产生而产生光电流。当能量超过1eV的光子撞击二极管时，就会形成电子空穴对。当光子进入二极管的耗尽区时，它以高能量撞击原子。这导致电子从原子结构中释放。电子释放后，产生自由电子和空穴。

2、因此，从工作状态来说，雪崩光电二极管实际上是工作于接近（但没有达到）雪崩击穿状态的、高度均匀的半导体光电二极管。

3、齐纳击穿大多出现在特殊的二极管中，就是稳压二极管它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。

雪崩光电二极管利用什么原理使检测灵敏度提高

光敏二极管是一种光电转换器件，其基本原理是光照到PN结上时，吸收光能并转变为电能。

它应用光生载流子在二极管耗尽层内的碰撞电离效应而获得光电流的雪崩倍增。这种器件具有小型、灵敏、快速等优点，适用于以微弱光信号的探测和接收，在光纤通信、激光测距和其他光电转换数据处理等系统中应用较广。

激光传感器工作原理：通过激光束的感知与反射来进行测距、检测、测量等工作。激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。

雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。常见的是激光测距传感器，它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。

原理：（1）光子照射在半导体材料上产生光生载流子；（2）光电流在外部电路作用下形成电信号并输出。

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